Lista de Exercícios - Prof. Bruno AM Carciofi – EQA/CTC/UFSC

EQA5341 - Termodinâmica para Engenharia Química I
Curso: Engenharia de Alimentos - Turma: 05215
Professor: Bruno A. M. Carciofi
1) Determine a quantidade de refrigerante Freon-12 (CCl2F2) que se deve vaporizar para congelar
500g de água inicialmente a 18°C. Para o Freon-12, ∆Hvap=155J/g.
2) Um grama mol de um gás ideal é confinado em um cilindro-pistão, horizontal, sem fricção e sem
peso. Este gás é expandido de sua pressão inicial de 3 atm para a pressão final de 1 atm. A
temperatura é mantida constante em 300 K por todo o processo. Determine o trabalho realizado
pelo sistema (gás + pistão).
3) Energia é adicionada a um dispositivo cilindro-pistão e o pistão é removido de tal forma que a
quantidade PV permanece constante. A pressão inicial é 200 kPa e o volume é 2 m³. De a pressão
final é 100kPa, qual o trabalho (W) realizado pelo gás no pistão?
4) Um pistão sem atrito é utilizado para manter a pressão de um cilindro constante em 400 kPa. Este
cilindro contém vapor d’água originalmente a 200 oC e com volume de 2 m3. Calcule a
temperatura final se 350 kJ de calor é adicionado ao cilindro (sistema).
5) Calcule o trabalho efetuado na compressão a 20 °C de 2 kg de hélio de 1 atm até 1 Mpa.
6) Cada linha da tabela abaixo representa informações sobre um processo em sistema fechado, com
todos os valores em mesma unidade de energia. Preencha os espaços vazios da tabela.
Processo
Q
W
E1
E2
E
1
+50
-20
+50
2
+50
+20
+20
3
-90
+50
0
7) Um sistema fechado de massa 5 kg segue um processo onde calor é transferido (150 kJ) do
sistema para a vizinhança. O trabalho feito pelo sistema é 75 kJ. Se a energia específica interna
inicial do sistema é 450 kJ/kg, qual a energia específica interna final, em kJ/kg? Desconsidere
variações de energia cinética e potencial.
8) Calcule o calor absorvido quando 1 mol de um gás perfeito se expande isotermicamente a 25 °C
de 10 dm³ para 20 dm³. Imagine uma expansão irreversível entre os mesmos estados inicial e final.
Calcule o calor nesse caso. Esse calor foi absorvido ou cedido?
9) Um quilograma de ar é aquecido reversivelmente, a pressão constante, de um estado inicial de 300
K e 1 bar até que seu volume triplique. Calcule W, Q, ∆U e ∆H para o processo. Admita que o ar
obedece a relação PV/T = 83,14 bar.cm³/ mol.K e que cp= 29 J/mol.K.